新疆高寒高海拔地区公路施工机械不变费用分析

张崇新 安磊 员兰 李枝森

（1.新疆维吾尔自治区公路工程造价管理局，新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆交通规划勘察设计研究院有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

海拔3000m以上高寒高海拔公路施工面临着低压、缺氧、寒冷、干燥、气候多变等挑战，在复杂严酷的工程建设中，由于大气含氧量降低，燃料燃烧不充分，散热性能降低，造成机械作业效率下降、油耗增加。

一、高寒高海拔环境对工程机械的影响分析

（一）对柴油发动机的影响

1.对动力性能的影响

海拔高度增加会导致大气压强降低、空气密度减小、空气中氧气含量减少。大量实测数据表明，对于自然吸气型内燃机，海拔高度每上升1000m，其动力性能变化如表1所示。

2.对启动性能的影响

温度对引擎起动特性有很大影响。高原低压缺氧、气候寒冷、日间温差较大，导致气缸内气压及气温随着高度增加而下降。引擎的起动能力随着海平面升高而改变，海拔高度每上升1000m，其变化如表2所示。

表2 发动机启动性能变化表

3.对配气系统的影响

高海拔地区通常风沙较大，空气中粉尘含量可以达到低海拔地区的十倍以上，导致空气滤清器滤清效果降低、使用寿命减少，配气系统中的进气阻力也随之增大。高海拔地区空气中氧气含量低，进入气缸内的空气量减少，导致发动机内燃烧效果降低，从而影响发动机功率。且由于空气中粉尘含量较高，大量粉尘颗粒进入气缸内将加快活塞磨损。

4.对冷却系统的影响

由于高寒高海拔地区空气稀薄、低压缺氧，进入发动机汽缸的空气量减少，燃烧性能恶化，严重的燃烧滞后导致发动机热负荷增加；同时冷却风扇质量流量降低，冷却水沸点降低。这些因素均会导致发动机散热性能恶化，热负荷进一步增加。

5.对润滑系统的影响

发动机润滑系统不仅润滑摩擦面，还具有冷却和清洁作用。高海拔地区由于气候寒冷，昼夜温差大，年平均气温在0℃以下，对润滑油使用提出了更高的要求。普通润滑剂黏度和温度性能受气候影响很大。如果温度过低，润滑油黏度增加，流动性变差，机械摩擦面运动阻力就会增大。这不仅影响起动性能，还会增加发动机功率消耗。

（二）对传动系统的影响

工程机械的动力传动包括机械和液压两种方式。在高寒高海拔条件下，传动系统与动力设备间配合变差，使其无法最大限度发挥最大功率，传动效率降低；由于内部损耗，将一部分电力转换成热能，会导致机组运行温度超出规定范围，对机械工作产生不利影响。

（三）对液压系统的影响

油压控制不能脱离胶管和密封。高寒高海拔地区日照时间长，紫外线照射强烈，全年温度较低，日间温度差异较大。橡胶管件、橡胶密封件等受各种环境因素的破坏，龟裂、破损及老化加快，压缩性和密封性降低，设备工作效率下降。

（四）对制动系统的影响

工程机械刹车系统的动力装置有液压式、气压式和气压液压式等，其动力传递媒介是压缩气体或制动液。高寒高海拔地区气候寒冷，昼夜温差大，制动液在某些情况下会出现冻结、流动性降低的问题，严重影响制动液的制动特性，威胁车辆运行和操作安全性。

（五）对电气机械的影响

1.低压空气的低浓度会导致空气介电强度、空气冷却效应和弧隙空气介电强度的减弱，以及电器空气隔离电压的降低；通过空调制冷的电子装置，其零件温度升高和在大气中熄弧是目前较为棘手的问题。

2.温度日间波动较大，导致制品封口难以维持，造成机械构件变形或断裂。低温会导致电器由于气压过低而产生气体压干电弧，放电电压下降。

3.当大气中含有氧、水时，强烈的太阳辐照会导致室外电器升温，加快有机隔热和油漆的陈旧，降低电器使用年限。

（六）对流体机械的影响

1.对空压机的影响

在高海拔地区，稀薄的空气会使空压机在每次往复式中压时，所受气压是恒定的。当气压降低时，压气机压强比增加，导致空压机供气不足，体积因数减小；高温会使空气压缩机工作性能下降。

2.对通风机影响

在高海拔地区，空气压力较低，在同样的流量条件下，风机静压力会逐年下降，导致风机效率下降。

表3 高寒高海拔机械不变费用测算分析表

二、费用测算

本文在搜集、整理与分析其他省市高寒高海拔施工机械降效相关费用标准的基础上，选取了新疆正在施工、有参考价值的、代表性的公路建设项目研究分析，并调研相关建设施工单位，结合现场施工技术观测，深入调研新疆正在施工的高寒高海拔公路机械使用情况。

新疆典型高寒高海拔公路是位于昆仑山腹地的某项目。该项目起于叶城县国道315线与国道219线交汇处，终于新藏界，沿途翻越5000m以上大山5座，冰山达坂16个，冰河44条，沿线地形条件较为复杂，海拔由1300多米，骤然抬升至5000多米，是新疆境内地形最为复杂、自然条件最为恶劣的路段。其中在建的项目一海拔2665m～3426m，项目二海拔4500m～5000m，项目三海拔4500m～5000m。

振动压路机和轮胎式压路机是路基工程和路面工程中最常用的施工机械，因此将这两种机械作为典型施工机械研究。结合从施工现场收集的高原地区机械使用寿命、检修费用、检修次数、维护费用、维护次数等数据，得到折旧费、检修费和维护费，如表3所示。

通过上表对比可知，高寒高海拔地区典型施工机械不变费用与定额施工机械不变费用的比值为1.096，因此高寒高海拔地区施工机械不变费用综合调整系数推荐采用1.1。

三、结语

本文系统分析了高寒高海拔环境对工程机械的影响，并通过对在建项目施工过程中振动压路机和轮胎式压路机机械不变费用的实测，得出新疆公路高寒高海拔地区施工机械不变费用增加值。为全面研究新疆高寒高海拔地区公路施工增加费提供研究方法和思路，可为新疆今后制定高寒高海拔地区施工费用标准提供借鉴参考。